JPH10148518A - 測長装置の目盛板と走査ユニットおよび目盛板の取付方法 - Google Patents

測長装置の目盛板と走査ユニットおよび目盛板の取付方法

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JPH10148518A
JPH10148518A JP9272970A JP27297097A JPH10148518A JP H10148518 A JPH10148518 A JP H10148518A JP 9272970 A JP9272970 A JP 9272970A JP 27297097 A JP27297097 A JP 27297097A JP H10148518 A JPH10148518 A JP H10148518A
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    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体の相対位置を検出する走査ユニットによ
り目盛板を確実にしかも正確に走査することができるよ
うに、物体に簡単に固定できる目盛板や走査ユニットお
よび目盛板を取り付ける方法を提供する。 【解決手段】 互いに移動する二つの物体の相対運動を
測定するため、一方の物体に固定された目盛板と他方の
物体に固定された走査ユニットから成る測定装置10の
配置にあって、目盛板20または走査ユニット12が物
体と少なくとも一つの形状の合った結合を行う手段を備
え、この結合部が目盛板20または走査ユニット12の
長手方向に沿って形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、互いに移動する
二つの物体の相対運動を測定する測定装置の目盛板と走
査ユニット、およびこの目盛板を取り付ける方法、更に
この種の目盛板あるいはこの種の走査ユニットを備えた
測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の目盛板は、例えばドイツ特許第
25 05 585 C3 号明細書、ドイツ特許第 36 25 795 C2
号明細書およびドイツ特許第 35 30 776 C2 号明細書に
開示されていて、通常の応用例では工作機械の一方の移
動部品の相対位置を把握するために使用される。この場
合、互いに移動する二つの物体の相対運動を測定する測
定装置の部品として目盛板が固定された一方の物体は、
前記工作機械の機械ベッドである。機械の移動部品に配
置されている工具に対して機械ベッドとその上に配置さ
れている工作品の相対位置を把握するため、機械の可動
部品、つまり例えば機械ベッドの支持に走査ユニットが
取り付けてある。この走査ユニットは機械の可動部品に
固定され、静止している機械ベッドに取り付けた目盛板
を適当な方法で走査する。
【0003】この種の目盛板を物体に固定するために
は、ドイツ特許第 25 05 585 C3 号明細書により、この
目盛板を中空体に持ち込み、両端に設けたリンク結合式
に形成された固定部材を介してこの中空体を物体に固定
することが知られている。この装置は、特に目盛板を入
れる中空体の取付時に強制力をなくするために使用され
る。
【0004】目盛板あるいは目盛板のケースを取り付け
る際に発生する強制力の外、温度変動のため関与する構
造部品の長さ変化から特別な問題が生じる。これに関し
てドイツ特許第 36 25 795 C2 号明細書の装置で達成さ
れている改善は、目盛板の測定参照点の位置が目盛板を
取り付ける工作機械の特別な状況に無関係に、特に温度
特性に関して設定できる点にある。これには種々の長さ
のバランス部材を用いいる。
【0005】しかし、理想的には、温度変動時の目盛板
の膨張特性が目盛板を取り付けている物体の膨張特性に
合っているように、目盛板を物体に固定する必要があ
る。物体に取り付けた目盛板がそのように物体と「一緒
に呼吸して」、つまり長さの伸び縮みに関して物体の特
性に合うことを達成するため、技術上知られている測定
装置の目盛板は適当な太さに設計されたネジで固定され
ている。このような結合では、目盛板が押圧面に伝わる
摩擦力により物体の長さ変化となるほど大きい力で目盛
板が物体に押圧される。
【0006】しかし、この種の結合は使用すべき固定ネ
ジに対して高度な要請を設定し、更に目盛板の長さの延
びが全長に対して一様に生じることを保証できない。更
に、目盛板が長い場合、振動も発生し、この振動が目盛
板を固定した物体の相対位置を検出する時に測定誤差を
与える。この問題は、目盛板と作用する走査ユニットを
取り付ける時にも同じように発生する。
【0007】ドイツ特許第 35 30 776 C2 号明細書の装
置では、目盛板と物体の形状に合った結合が行われてい
る。この形状に合った結合は目盛板を取り付けた部材の
丸めた表面と、物体に取り付ける組立ブロックを介して
行われる。この組立ブロックには適当に成形された面が
あり、これ等の面により目盛板を物体に形状を合わせて
固定するために対応する部材の丸めた表面が目盛板に嵌
まる。
【0008】固有な組立ブロックで形成すべきこの周知
の形状に合わせた目盛板の固定には、この組立ブロック
を物体の一定の位置に確実に固定することを経費の掛か
る方法で保証する必要がある。相手の部材で目盛板に形
成すべき形状に合った結合の部材の固定は、特にネジだ
けで行われるのでなく、ピン止めも行われる。それ故、
目盛板を形状に合わせて固定する前記刊行物により周知
の装置には、比較的経費がかかると言う難点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】測長装置の従来技術で
知られている目盛板と走査ユニット、および目盛板を取
り付ける装置の説明した難点を考慮して、この発明の課
題は、物体の相対位置を検出する走査ユニットにより目
盛板を確実にしかも正確に走査することができるよう
に、物体に簡単に固定できる目盛板や走査ユニットおよ
び目盛板を取り付ける方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、互いに移動する二つの物体の相対運動を測定す
るため、一方の物体に固定された目盛板と他方の物体に
固定された走査ユニットから成る測定装置の配置にあっ
て、目盛板20または走査ユニット12が物体50と少
なくとも一つの形状の合った結合を行う手段を備え、こ
の結合部が目盛板20または走査ユニット12の長手方
向に沿って形成されている、ことによって解決されてい
る。
【0011】更に、上記の課題は、この発明により、貫
通穴を有する形状の合った結合部の部材と共に目盛板2
0を物体50に取り付ける方法にあって、以下の過程、 a)目盛板20を物体50の取付位置に配置し、 b)目盛板20の部材22,30の通しの穴を使用して
物体50に穴を開け、 c)穴のところに物体50の形状の合った結合用の形を
形成し、 d)穴のところにネジを切り、 e)連結部材、好ましくは固定ネジ26,32により目
盛板20を物体50に固定する、 を実施することによって解決されている。
【0012】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
【0013】
【発明の実施の形態】上記の構成により、目盛板あるい
は走査ユニットには、この目盛板あるいは走査ユニット
の長手方向に沿って形成される少なくとも物体との形状
の合った結合を行う手段がある。この発明による目盛板
あるいは走査ユニットの物体への形状に合わせた結合に
より、例えば高負荷可能なネジのような摩擦係合に通常
必要な固定部材を省くことができる。形状の合った結合
は、温度が変動する時に物体の長さ変化のために生じる
力を物体に取り付けた目盛板あるいは走査ユニットへ望
ましい伝達に対して有利にする。
【0014】この発明による形状に合わせた結合は更に
目盛板あるいは走査ユニットの長手方向の延びに沿って
形成されているので、新しい固定手段を備えた目盛板あ
るいは走査ユニットにより目盛板あるいは走査ユニット
の特に良好な支持を与える物体に取り付けが可能であ
る。目盛板が長い場合には、目盛板の長手方向に垂直に
延びる方向の目盛板の振動を防止するためにこの種の固
定を使用できる。このような振動を防止することによ
り、検出し目盛板を走査する時に制度が改善される。更
に、目盛板あるいは走査ユニットの長手方向の延びに沿
って形状に合った結合を適当に形成することにより、目
盛板あるいは走査ユニットを取り付けた物体の収縮に特
に一様に目盛板あるいは走査ユニットが追従する。
【0015】これには、欧州特許第 0 110 059 B1 号明
細書により、目盛板ホルダーのほぼ中心に固定部材を取
り付け、この部材により物体への固定を行うことが知ら
れている。しかし、この刊行物に開示されている固定部
材は発生する力を固定した目盛板に伝える固定ネジを介
する摩擦力を使用しているので、形状に合わせた結合と
してこの発明により形成すべき目盛板の固定により初め
て、従来の技術で必要であった特に高負荷可能に形成す
べきネジを使用しなくてもよい。更に、前記刊行物に示
す装置では、目盛板を端部に固定するところに固定部材
を設け、これ等の固定部材が目盛板の長手方向の長さの
バランスをとることを可能にする。従って、目盛板の長
手方向に向けて形状に合った結合を伴うこの種の固定に
より、目盛板が物体の長さ変化に追従するように目盛板
が取り付けられない。これは、長手方向に沿った形状に
合わせた結合手段を有するこの発明による目盛板により
初めて達成されている。
【0016】この発明による有利な他の実施例は従属請
求項に記載されている。有利な実施例によれば、この装
置に対して少なくとも一つの形状に合わせた結合部が設
けてある。これは目盛板あるいは走査ユニットの長手方
向に平行に延びる方向に作用する。この実施例では、既
に説明したように、この装置に対してこの装置が物体の
長さ変化に特に均一に追従することが達成されている。
長手方向に推移する少なくとも一つの形状に合った結合
部が装置の長手方向に作用することにより、装置のこの
取付点で形状に合った結合部を介して力が伝達される。
この力を装置がこの点で装置に固定されている物体に対
して固定されている位置に保持する。
【0017】こうして、長手方向に作用する、装置、特
に目盛板の長手方向に延びる形状に合った結合部を形成
することにより、個々の点で物体に対して不変な位置が
達成されるので、目盛板の全長にわたり目盛板が物体の
どんな長さ変化にも一様に合うことが保証できる。こう
して達成される相対位置を検出すべき物体に目盛板を特
に望ましく「一緒に呼吸すること」により特に正確な位
置の検出が得られる。何故なら、目盛板の走査すべき点
の位置が目盛板の各点に特に正確に一致するからであ
る。
【0018】他の有利な実施例によれば、装置の長手方
向に垂直に延びる方向に作用する形状の合った結合部を
設けることができる。これにより、装置の長手方向に垂
直に延びる方向の装置の振動を防止することを有利に行
える。この種の振動は特に比較的長い目盛板で生じ、目
盛板の相対位置、従って当然目盛板に固定されている物
体の相対位置の測定に誤差を与える。目盛板の長手方向
に垂直な作用方向にこの発明により形状に合わせた結合
により、この発明による目盛板に対して特に正確な測定
を可能にする固定が達成される。
【0019】この発明による装置の有利な実施例では、
形状に合った結合は主に目盛板あるいは走査ユニットに
取り付けてあり、形状の合った結合に対するこの発明に
よる手段である、少なくとも部分的に球面状に湾曲した
表面を持つ部材で構成されている。形状の合った結合部
の相手の部品は、装置を固定する物体に主として形成す
べき円錐凹部、球面状に湾曲した凹部、あるいは広いV
字状の溝の中にある。この発明による目盛板あるいは走
査ユニットのこの種の実施例を用いると、形状の合った
結合部により発生した力を伝達することに関して特に良
好な経験をする。この場合、目盛板あるいは走査ユニッ
トにネジで取り付けられる数センチメートルの直径のボ
ールが大切である。同じように、数ミリメートルの直径
の小さいボールを使用することも考えられる。
【0020】特に小さいなボールに対して、このボール
を目盛板あるいは走査ユニットで各円錐状の窪みに入れ
ると有利である。これ等の形状は低経費で目盛板あるい
は走査ユニットに形成でき、これ等の中で小さなボール
が例えば適当な接着剤で固定されている。その場合、こ
れ等のボールは表面から突出するので、目盛板あるいは
走査ユニットを物体の表面にネジ止めする時に埋まり、
この発明による形状の合った結合を与えるように、これ
等のボールは円錐状の窪みに入っている。
【0021】更に、形状の合った結合部には好ましくは
少なくとも一つのピンがある。ネジ山付きのピンで形成
されたピンは、物体との形状に合った結合を形成するよ
うに目盛板あるいは走査ユニットに簡単に挿入でき取り
付けできる。例えば、形状に合った結合部を形成するよ
うに、目盛板あるいは走査ユニットの穴で物体の表面に
接触するように配置されたボールを物体の表面に押し込
むため、前端部に円錐状の窪みを持つネジ山付きピンを
使用できる。
【0022】更に、形状の合った結合部の構成要素とし
てのピンに対して、このピンが円錐状の先端あるいはリ
ング刃を持っていれば、有利である。両方の場合、ピン
はボールを使用することなく、適当に形成された前端部
を物体の表面に埋め込むように目盛板あるいは走査ユニ
ットの穴にネジ込まれる。この場合、特に良好の経験が
リング刃で行われ、このリング刃はピンの端面の外領域
で回転するように形成されたある種の尖ったリブとして
形成されている。
【0023】他の有利な実施例によれば、少なくとも一
つの形状に合わせた結合部は、少なくとも部分的に円筒
状に湾曲した表面を有する部材で構成されている。この
部材は好ましくは目盛板に取り付けてあり、目盛板の長
手方向に向けて形状に合った結合部を形成する手段であ
る。好ましくは物体に形成すべき形状に合った結合部の
相手の部材片は円筒状に湾曲したあるいは広いV字状の
溝の中にある。このように形成された切欠には、目盛板
あるいは走査ユニットを取り付ける時に部分的に円筒状
に湾曲した表面を有する対応する部材が収納され、目盛
板あるいは走査ユニットを固定する時に、目盛板あるい
は走査ユニットに対する長さ変化を与える力を伝達し、
この長さ変化は特に正確な測定結果のために目盛板ある
いは走査ユニットが物体と「一緒に呼吸する」ことを保
証する。
【0024】更に、装置の有利な実施例によれば、装置
の端部に少なくとも一つの物体との形状を合わせた結合
部が設けてあると有利である。それ故、この装置は端部
の領域にも形状の合った結合部を形成する適当な手段を
持っている。装置をこの装置の端部の長手方向のところ
でこの発明による形状を合わせた結合部を用いて固定す
ることが任意に行えたとしても、装置を固定する時に前
記利点を得るにはこれ等の結合部を形状の合った結合部
として形成すると好ましい。
【0025】形状の合った結合部を形成する手段を装置
に、そして特に部分的に球面および/または円筒状に湾
曲した表面を持つ部材を装置に調節可能に取り付けると
有利である。この発明による装置の上記構成により、物
体に取り付けた装置を交換する場合に特に有利である。
この場合、物体には通常装置を形状の合った結合部によ
り物体に固定する形が形成されている。しかし、既存の
目盛板と交換した新しく仕上げた目盛板は、その寸法お
よび形状の合った結合のための手段の寸法に関する通常
の許容公差により、この新しい目盛板が物体に形成され
ている形にただ不十分にしか「合って」いないように交
換すべき目盛板からずれている場合がしばしば生じる。
この場合いは、対応する手段と部材を調節可能に取り付
ける目盛板の有利な実施例は、既存の目盛板を交換する
ため、目盛板を物体に取り付けることができるように、
対応する物体の位置を合わせることができる利点をもた
らす。
【0026】この発明の他の特徴によれば、この発明に
よる目盛板あるいはこの発明による走査ユニットを有す
る測定装置が互いに移動する二つの物体の相対動きを測
定するために提供されている。この目盛板は第一物体に
固定される。走査ユニットは出しにの物体に取り付けら
れ、目盛板と共に両方の物体の相対位置を検出する働き
をする。この種のそぅてい装置はこの発明による目盛板
あるいはこの発明による走査ユニットに使用の或る種の
通常の例である。
【0027】目盛板と走査ユニットから成るこの発明に
よる測定装置にとって、目盛板あるいは走査ユニットを
取り付ける物体のところに形状の合った結合を行う形を
この物体に直接形成すると有利である。こうして、この
発明による測定装置の製造経費や組立経費を低く維持で
きるると言う利点が生じる。何故なら、形状の合った結
合に対する対応する形を有し、物体に取り付ける対象物
がないからである。
【0028】この発明の他の特徴によれば、通しの穴を
有する形状の合った結合部の部材と共に目盛板を物体に
取り付ける方法が提示されている。従って、この発明に
よる方法では以下のステップを実行する。目盛板を物体
のところの取付用に決めてある場所に配置する。次い
で、目盛板の対応する個所で部材の通しの穴を使用し
て、物体にそれぞれ一つの穴を形成する。目盛板の部材
に形成された穴が、例えば粒子により物体の対応する個
所をマークするために使用されるようにこれ等の穴を使
用すると有利である。この代わりに、物体に穴を通すた
め、適当な穴工具を目盛板の部材の前記穴に通すことも
できる。
【0029】この発明により、次に物体の前記穴のとこ
ろに目盛板を物体に直接取り付ける形状の合った結合用
の形を形成する。通常、この処理工程に続いて、物体に
形成された穴にネジ山を付ける。しかし、このネジ山
は、形状に合った結合に使用する形を形成する前に形成
してもよい。最後に、前記物体がこの物体に直接形成さ
れた形に嵌まり、目盛板を物体に形状を合わせて固定す
るように、適当な結合部材によりこの目盛板を物体に固
定する。前記結合部材としては、物体に形成されたネジ
穴に螺入する固定ネジが好ましい。
【0030】この発明による装置に好ましい物体上の形
によれば、この発明による方法には物体に形成された形
が球面状の湾曲した凹部あるいは円錐の凹部あるいは円
筒状に湾曲した溝ないしはV字型の溝であると好まし
い。
【0031】
【実施例】以下、図面に示す多数の実施例に基づきこの
発明を例示的により詳しく説明する。図1から分かるよ
うに、測定装置10の図示する実施例には、先ず走査ユ
ニット12がある。この走査ユニットは例えば可動物
体、例えば工作機械に取り付けてある。他方、この測定
装置10には目盛板20がある。この目盛板20と取り
付けた例えば機械ベッドのような静止物体に対する可動
物体の相対位置を検出するため、前記目盛板20は走査
ユニット20により適当な方法で走査される。図1に示
す測定装置10の平面図には、特に目盛板20のケース
がある。このケースにある目盛板20の目盛を適当な方
法で走査するため、走査ユニット12の一部がケースに
突き出している。
【0032】次に、目盛板20をこの発明により物体に
固定することを詳しく説明するが、これはこの発明によ
る走査ユニット12に対して必ず同じ方法であると考え
れる。その場合、目盛板20を物体に固定するには、目
盛板20が物体の相対位置を特に正確に検出するため、
物体のどんな長さ変化にも追従するのであれば、物体の
端部にそれぞれ一つのボール22がある。これ等のボー
ル22はそれぞれネジ24を介して目盛板20に固定さ
れ、この目盛板20を物体に形状を合わせて固定する手
段である。目盛板20をその端部に固定することを、次
により詳しく説明する。
【0033】この発明によれば、更に目盛板20には、
この目盛板20の長手方向に沿って物体を形状に合わせ
て結合するために使用される手段がある。これ等の手段
は図1に示す実施例の場合、目盛板20の横に固定され
た3つのボール30で形成されている。目盛板20に固
定されているボール30はこの発明により物体に形状を
合わせた結合部の一部である。この形状を合わせた結合
部の第二部分は溝40で形成されている。これ等の溝は
目盛板20を固定する物体に形成されている。図1の平
面図には、図示する実施例の場合に形成されている3つ
の溝40がその投影面で理解できる。
【0034】図2に示す一部断面図の側面図から分かる
ように、これ等の溝40はそれぞれ目盛板20が固定さ
れている物体50で広いV字状に形成されている。これ
等の溝40にはそれぞれ固定ネジ32が螺入するネジ穴
42が接続している。このネジ32はボール30に垂直
に方向にそれぞれ形成されている穴34を通して導入さ
れている。
【0035】更に、図2でボール30が目盛板20の横
に固定されているネジ36を見ることができる。このた
めネジ36はボール30に水平方向に形成されている第
二の穴を通して導入され、これ等の穴は図1の平面図で
最も良く理解できる。目盛板20をボール30を介して
物体50に固定するネジ32の機能に付いては、これ等
のネジが物体50と目盛板20の間の力の伝達に使用さ
れていないことが分かる。この発明によれば、温度変動
により物体50と目盛板20の長さ変化に起因して生じ
る力の伝達はボール30と溝40の形にした形状に合っ
た連結部を介して行われる。これは、この発明により、
摩擦結合で必要である特に強く設計された固定ネジを省
くことができることを意味する。
【0036】むしろ、この発明によれば、目盛板20の
長手方向に形成された形状の合った連結部への力の伝達
が行われる。これにより、先ず長手方向の領域に形状の
合った連結部が存在する個所で目盛板20が物体50の
長さ変化に直接追従する。目盛板20の相対値が全長に
わたり物体50の相対位置に一致するように、目盛板2
0は、図示する実施例の場合、その端部でも形状の合っ
た結合部を介して物体50に接続している。このため、
上で説明したように、それぞれボール22が目盛板20
に取り付けてある。
【0037】垂直に配置されたネジ26により、ボール
22は物体50にネジ止めされている。このボール22
により目盛板20を形状に合わせて固定するため、物体
50には適当な個所で図2の紙面に垂直に延びる他の溝
44がある。これ等の溝44には、球面状に湾曲した表
面のボール22が嵌め込み、こうして形成された形状の
合った連結部を介して目盛板20を物体50が固定さ
れ、目盛板20がその全長にわたり物体50の長さ変化
に追従する。
【0038】更に、図1と2に示すこの発明による目盛
板の実施例に対して、横方向に形状を合わせた結合する
ため物体50に形成された溝40は目盛板20の長手方
向に垂直な方向に延びていることが注目される。これに
より説明した「付随効果」が得られ、その場合、目盛板
の長手方向に作用し、目盛板20の横に形成された形状
を合わせた結合部により、各場所が物体50の長さ変化
に直接追従することが保証される。
【0039】図3には、目盛板20と物体50の間で形
状の合った結合を与える手段であるボール30の構造を
図示するため、この種のボール30の縦断面図が示して
ある。ボール30の中心点を貫通して 90 °ずれた二つ
の穴34,38がそれぞれ形成されている。水平方向に
延びる穴38にネジ36が通してあり、このネジにより
ボール30が各溝40のところで物体50に固定されて
いる。同様に、垂直方向に延びる穴にネジ32が通して
あり、このネジによりボール30が各溝40のところで
物体50に固定されている。各結合部には、穴34,3
8が一端でそれぞれ細い直径の領域を有し、この領域に
各ネジ32,36のネジ棒が通されている。生じた段の
ところでネジ32,36の頭がそれぞれ支持される。
【0040】穴34,38の貫通穴を除いて球面状に湾
曲した球30の表面を介して、各溝40の力の伝達が形
状の合った目盛板20の固定の枠内で行われる。これに
関連して分かることは、目盛板20の端部に取り付けた
ボール22も図3に示す構造で形成されている点にあ
る。しかし、目盛板20をこれ等の端部に固定するた
め、他の種類の固定部を設けてもよい。この発明によれ
ば、特に目盛板20の長手方向の領域で物体50との形
状に合わせた結合が行われる。この結合は、図示する実
施例の場合、ボール30と各溝40により形成される。
【0041】図4には、物体に固定された第二実施例の
目盛板20の部分平面図が示してある。この実施例は、
目盛板20をその端部で物体に固定する構成や、この発
明による目盛板20の横方向に形状の合った固定に関し
て、図1と2に示す実施例とはことなる。図4の平面図
から分かるように、先ずボール22を目盛板20に取り
付けることは他の方式で行われている。この発明による
目盛板の有利な実施例によれば、ボール22に対して調
整部が設けてある。ボール22の位置を物体の溝52の
位置に合わせるためのこの調整は、目盛板0に固定する
ボール22を貫通するネジ24と相手のナット28によ
り達成される。ボール22の位置を溝52の位置に正確
に合わせるため、ネジ24を適当に回すことによる調整
と、相手のナット28によりボール22をその後に固定
することが行われる。
【0042】ボール22の調整可能性は、特にこの発明
による目盛板20を代替物体として使用する場合、新し
い目盛板20が目盛板20の端部に溝を既に形成してい
る物体に取り付けてあるなら、有利である。避け難い仕
上公差により新しく仕上げた目盛板が完全に正確に既存
の溝52に合うことを前提とはしていない。それ故、目
盛板20が物体に形状を合わせて固定されるボール22
の位置は説明して調節機構により調整される。形状の合
った結合を形成するためボール22を溝52の中に固定
することは、図1と2に示す実施例のような方法でネジ
26により行われる。
【0043】目盛板20に取り付ける形状を合わせた結
合部の部材としてのボール22に対して説明した調節機
構は、目盛板の長手方向に形成された形状の合った結合
部にたいしても当然同じように使用できる。図4には、
第二実施例の目盛板20の長手方向に延びるこのような
形状の合った結合部が示してある。この実施例では、形
状の合った結合部は目盛板の長手方向に垂直な方向に作
用する。この構成では、物体との形状を合わせた結合部
が、図1と2に示す実施例とは、物体に形成された溝4
0の方向だけで異なる。
【0044】図4の平面図から分かるように、目盛板2
0を形状に合わせて固定するため、ボール30が嵌まる
溝は目盛板20の長手方向に平行に延びている。つま
り、図4の図面のように左から右に延びている。この実
施例では、形状に合った結合部により、目盛板20の長
手方向に垂直に働く力がボール30と溝40の間で伝達
される。目盛板20のこの種の形状に合わせた固定は、
比較的長い目盛板に対して有利に使用でき、走査ユニッ
トにより目盛板20の相対位置を正確に検出することに
悪影響を与える目盛板20の長手方向に対して垂直など
んな振動も抑制できる。
【0045】更に、上で説明したように、ネジ32でボ
ール30を溝40に固定して、目盛板20を紙面に垂直
な方向に固定する。その結果、特に長い目盛板に対して
目盛板を長手方向に良好に支持できる。更に、作用方向
が目盛板20の長手方向に垂直に向いているボール30
と溝40の形にしたこの発明による形状の合った結合に
より、この方向のどんな振動も排除できる。
【0046】図5にはこの発明による目盛板の他の実施
例が示してある。この場合、目盛板20の形状に合わせ
た固定を横方向に行うことにより、上に述べた有利な作
用が得られる。図5の平面図では、図1の場合と同じよ
うに、走査ユニット12とこの発明による目盛板20か
ら成る全測定系10が示してある。更に、この平面図か
ら、図5に示す実施例の場合、シリンダ60,62の形
にした形状の合った結合が行われていることが分かる。
目盛板20の長手方向にこの発明による形状の合った結
合を形成するため、二つのネジ36により目盛板20に
横から取り付けるシリンダ60は目盛板の長手方向に平
行に延びる溝40に作用する。
【0047】この溝40はシリンダ60を入れるために
より長く形成されていると言う相違を持ってボール40
を入れる図5に示す溝に相当する。図5に示す実施例で
は、ネジ32により同じようにシリンダ60を溝40に
固定している。目盛板20の長手方向に垂直な作用方向
を伴うこの発明による形状の合った結合の上記実施例で
も、図4に示す実施例に対して上に説明した利点を達成
できる。特に、目盛板20の長手方向に垂直な方向の振
動を排除するためシリンダ60の円筒状に湾曲した表面
が広いV字状の溝の端部に作用する。
【0048】図5に示す実施例では、シリンダ62と溝
52の上の目盛板20の端部で形状に合った結合部も形
成される。図4に示すボール22を目盛板20に取り付
ける場合と同じように、図5の右に示すシリンダはネジ
24と相手のナット29により目盛板20に調節可能に
取り付けられる。左にあるシリンダ62を単純なネジ2
4で目盛板20に取り付ける。二つのシリンダ62を溝
52に固定するため、今まで説明してきた実施例で使用
したボール22と同じようにネジ26を使用する。
【0049】図6の正面図から図5に示すこの発明によ
る目盛板の実施例で選択された物体50との形状を合わ
せた結合の形が良く理解できる。この図面(図5の右)
では、ネジ36で目盛板20の横に取り付けたシリンダ
60が目盛板20を形状の合った固定を行うためどのよ
うに溝40のエッジに作用するかが分かる。特に、図6
の右から左の方向へ目盛板20へ力が及ぶ場合、図6の
紙面に平行な横方向の目盛板20の振動が防止されるよ
うに、目盛板20が円筒状に湾曲したシリンダ60の表
面と溝40の各エッジにより支持されることが分かる。
物体50の表面に垂直な方向にネジ32でシリンダ60
を固定して、この方向にも目盛板20の動きが阻止され
ている。この動きは走査ユニット12により目盛板20
の相対位置の検出に誤りを与える。
【0050】更に、図6ではそれぞれ中間片32A,36
A を介してネジ32,36によりシリンダ60の固定が
行われていることが分かる。これ等の中間片32A,36
A には、固定力をネジ32,36からシリンダ60に特
に有利に伝えるため、それぞれ溝40に似た溝がある。
シリンダ62を目盛板20の端部に固定することは、目
盛板20自体にも物体50にも同じように形成できる。
【0051】この発明によれば、目盛板20の横に取り
付けたシリンダ60と物体50の中に形成された溝40
の間の形状に合わせた結合の形にして、目盛板20と物
体50の形状の合った結合が長手方向に存在する。この
結合により、目盛板の長手方向に垂直な方向の支持と固
定が有利に達成できる。図7には、この発明による目盛
板20の一部が断面図にして示してある。この目盛板に
は物体50との形状を合わせた結合が他の形状にして形
成されている。目盛板20は先ずネジ32で物体50に
摩擦力により結合している。目盛板と物体50のこの発
明による形状を合わせた結合には、図示する実施例の場
合、先に説明したボールより相当小さい二つのボール3
0が使用されている。図7の配置の場合には、これ等の
ボールは数ミリメートルの直径である。
【0052】図7から分かるように、これ等のボールは
ネジ32の両側に配置されている。それ以外では、図7
の図面は縦断面図に相当する。つまり、ボール30とネ
ジ32は目盛板20の長手方向に沿って配置されてい
る。形状を合わせた結合は目盛板の傍で円錐状の窪み6
4により達成され、この窪みの中にボール30が入って
いる。目盛板の取付の枠内でボール30は各窪み64の
中に、例えば接着剤で固定される。
【0053】次に、目盛板を物体50の表面に配置し、
ネジ32で固定する。その場合、二つのボール30は物
体50の上側にそれぞれ押し込まれるので、最終状態で
球面状に湾曲した表面を持つ凹部が形成され、この凹部
は形状の合った連結を形成するため各ボール30に作用
する。この押し込みは、物体50が例えば鼠鋳鉄の機械
ベッドであり、この機械ベッドへ適当な硬度を有する使
用ボールを押し込むことにより特に可能になる。
【0054】図8には、ボール30とピン66を組み合
わせたこの発明による配置が示してある。図7の実施例
による円錐状の窪み64の代わりに、各ピン66の前端
部に円錐状の窪みがある。更に、目盛板にはそれぞれ穴
68が形成されている。摩擦力による固定ネジ32で目
盛板を物体50にネジ止めした後、ボール30を各穴6
8に入れる。次に、円錐状に除去された端面を有するネ
ジ付きピン66を穴68にネジ込み、この発明による形
状の合った結合が形成されるように、ボール30を物体
50の表面に押圧する。こうして、固定状態では、目盛
板20と物体50の異なった延びによる測定誤差を排除
できるように、目盛板20の全領域が物体50の各領域
と共に図示する固定個所の範囲で一緒に移動する。
【0055】図9には、ピン66を使用したこの発明の
他の実施例が示してある。固定ネジ32と目盛板20の
穴68は図8の実施例に一致する。しかし、二つのピン
66には円錐状の先端がある。ネジ付きピンとして形成
されている各ピン66を穴68にネジ込む場合、物体5
0の表面に達したら、円錐状の先端70が物体を押すの
で、目盛板と物体50との間でこの発明による形状の合
った結合が再び形成される。
【0056】図9の実施例と同じように、図10の実施
例では、二つのピン66が目盛板20の穴68に螺入さ
れる。しかし、図10の特に有利な実施例では、二つの
ピン66に所謂リング刃72を付けた端面がある。この
リング刃は各ピン66の端面の縁部分にぐるりと形成さ
れた広い三角形状の断面を持つ尖ったリブである。図9
の実施例の場合と同じように、リング刃はネジ付きピン
66をネジ止めするとき物体50の表面を押圧し、物体
にネジ込む時に形成される窪みと係合状態を与える。
【0057】明確にするため、図11にはリング刃72
を持つピン66の前端面の領域が示してある。このリン
グ刃は尖った状態に形成され、円形に回転する鋭い前縁
部分を有する。図11から良く分かるように、この前縁
部分はピン66をネジ止めする時、物体50の表面に入
り込み、ネジ32の摩擦係合を有利に補って、目盛板2
0を物体50に形状の合わせた結合を与える。この実施
例を用いると、研究によれば、上記の方法で取り付けた
目盛板20あるいはそのように固定した走査ユニットの
膨張特性に対して特に良好な結果が観察される。この装
置は物体50の膨張特性に極度に正確に追従するので、
例えば温度変動により生じる延びによる測定誤差を最小
にできる。
【0058】目盛板を取り付けるこの発明による方法の
枠内では、図2に示す実施例の場合、ボール22,30
自体を対応する形のマークや形成に使用できる。これに
は、この発明により、目盛板20をそれに付けたボール
22,30と共に物体50の所望の個所に配置し、最初
にボール22,30を使用して溝44,40を形成する
個所にマークを付ける。次に、それ等の個所に目盛板2
0を取り付ける時に固定ネジ26,32を螺入するネジ
穴を形成する。次いで、物体50の直接対応する個所に
ボール22,30を入れるために必要な溝44,40を
形成する。これは、例えば物体50に直接フライス加工
される。最後に、ボール22,30により案内された固
定ネジ26,32により形状を合わせた結合をするため
目盛板20を物体50に固定する。固定ネジ26,32
の頭は直径の小さい穴36のところに対する段にそれぞ
れ支持されている。
【0059】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の方法
により、物体の相対位置を検出する走査ユニットにより
目盛板を確実にしかも正確に走査することができるよう
に、目盛板や走査ユニットを物体に簡単に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による目盛板を備えた測定装置の平
面図、
【図2】 図1に示す測定装置の測定目盛の側面図、
【図3】 図1と図2に示す目盛板で使用する形状の合
った結合を形成する部材の縦断面図、
【図4】 この発明による目盛板の第二実施例の部分平
面図、
【図5】 この発明による目盛板の第三実施例の測定装
置の平面図、
【図6】 図5に示す測定装置の正面図、
【図7】 他の実施例での形状の合った結合部を有する
この発明による装置の一部の断面図、
【図8】 更に他の実施例での形状の合った結合部を有
するこの発明による装置の一部の断面図、
【図9】 他の実施例での形状の合った結合部を有する
この発明による装置の一部の断面図、
【図10】 更に他の実施例での形状の合った結合部を
有するこの発明による装置の一部の断面図、
【図11】 図10の装置の詳細図。
【符号の説明】
10 測定装置 12 走査ユニット 20 目盛板 22 ボール 24 ネジ 26 ネジ 28 相手のナット 30 ボール 32 固定ネジ 32A 中間片 34 穴 36 ネジ 36A 中間片 38 穴 40 溝 42 ネジ穴 44 他の溝 50 物体 52 溝 60 シリンダ 62 シリンダ 64 窪み 66 ピン 68 穴 70 円錐状の先端 72 リング刃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギユンター・ネレ ドイツ連邦共和国、83346 ベルゲン、ア イヒエンヴエーク、12

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに移動する二つの物体の相対運動を
    測定するため、一方の物体に固定された目盛板と他方の
    物体に固定された走査ユニットから成る測定装置の配置
    において、 目盛板(20)または走査ユニット(12)が物体(5
    0)と少なくとも一つの形状の合った結合を行う手段を
    備え、 この結合部が目盛板(20)または走査ユニット(1
    2)の長手方向に沿って形成されている、ことを特徴と
    する配置。
  2. 【請求項2】 少なくとも一つの形状の合った結合は目
    盛板(20)または走査ユニット(12)の長手方向に
    平行な方向に作用していることを特徴とする請求項1に
    記載の配置。
  3. 【請求項3】 少なくとも一つの形状の合った結合は目
    盛板(20)または走査ユニット(12)の長手方向に
    垂直な方向に作用していることを特徴とする請求項1ま
    たは2に記載の配置。
  4. 【請求項4】 少なくとも一つの形状の合った結合部
    は、少なくとも部分的に球面状に湾曲した表面を有する
    部材(30)と円錐状の凹部、あるいは球面状に湾曲し
    た凹部あるいは広いV字状の溝(40)で構成され、少
    なくとも部分的に球面状に湾曲した表面を有する部材
    (30)は好ましくは目盛板(20)あるいは走査ユニ
    ット(12)に取り付けてあることを特徴とする請求項
    1〜3の何れか1項に記載の配置。
  5. 【請求項5】 少なくとも部分的に球面状に湾曲した表
    面を有する部材(30)を目盛板(20)あるいは走査
    ユニット(12)のところで円錐状の窪み(64)に入
    れることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載
    の配置。
  6. 【請求項6】 形状の合った結合部には少なくとも一つ
    のピン(66),好ましくはネジ付きピンがあることを
    特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の配置。
  7. 【請求項7】 ピン(66)は円錐状の先端(70)あ
    るいはリング刃(72)を有することを特徴とする請求
    項6に記載の配置。
  8. 【請求項8】 少なくとも一つの形状の合った結合部
    は、少なくとも部分的に円筒状に湾曲した表面を有する
    部材(60)と円筒状に湾曲したあるいは広いV字状の
    溝(40)で構成され、少なくとも部分的に円筒状に湾
    曲した表面を有する部材(60)は好ましくは目盛板
    (20)に取り付けてあることを特徴とする請求項1〜
    7の何れか1項に記載の配置。
  9. 【請求項9】 目盛板(20)に対してその端部に物体
    (50)との少なくとも一つの形状の合った結合部(2
    2,44;62,52)があることを特徴とする請求項
    1〜8の何れか1項に記載の配置。
  10. 【請求項10】 部分的に球面状および/または円筒状
    に湾曲した表面を有する部材(22,30,60,6
    2)は目盛板(20)に調節可能に取り付けてあること
    を特徴とする請求項4〜9の何れか1項に記載の配置。
  11. 【請求項11】 第一物体(50)に固定された請求項
    1〜10の何れか1項の目盛板(20),および/また
    は第二物体に取り付け、両方の物体の相対位置を検出す
    るため目盛板(20)と協働する請求項1〜10の何れ
    か1項の走査ユニット(12)を備えてきることを特徴
    とする互いに相対移動する二つの物体の相対運動を測定
    する測定装置。
  12. 【請求項12】 物体(50)のところに形状の合った
    結合を行う形(40,44,52)が物体(50)に直
    接形成されていることを特徴とする請求項11に記載の
    測定装置。
  13. 【請求項13】 貫通穴を有する形状の合った結合部の
    部材と共に目盛板(20)を物体(50)に取り付ける
    方法において、以下の過程、 a)目盛板(20)を物体(50)の取付位置に配置
    し、 b)目盛板(20)の部材(22,30)の通しの穴を
    使用して物体(50)に穴を開け、 c)穴のところに物体(50)の形状の合った結合用の
    形を形成し、 d)穴のところにネジを切り、 e)連結部材、好ましくは固定ネジ(26,32)によ
    り目盛板(20)を物体(50)に固定する、 を実施することを特徴とする方法。
  14. 【請求項14】 物体(50)に形成すべき穴をマーク
    するため、あるいは穴を形成するため直接目盛板(2
    0)の部材(22,30)の穴を使用することを特徴と
    する請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 過程c)で物体(50)に球面状に湾
    曲した凹部あるいは円錐状の凹部あるいは円筒状に湾曲
    したまたはV字状の溝を形成することを特徴とする請求
    項13または14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 過程c)を過程b)の前に実行するこ
    とを特徴とする請求項13〜15の何れか1項に記載の
    方法。
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